铝合金时效分析试验(专业教育)
铝合金时效实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究铝合金时效处理对材料性能的影响，通过对比不同时效条件下的硬度、强度和耐腐蚀性能，分析时效处理对铝合金性能的优化效果。
二、实验材料与方法1. 实验材料：选用某型号铝合金板材，尺寸为100mm×100mm×10mm。
2. 实验方法：- 时效处理：将铝合金板材分别进行以下时效处理：- 人工时效：将板材加热至180℃，保温2小时，自然冷却至室温；- 自然时效：将板材在室温下放置，自然时效30天；- 低温时效：将板材加热至-20℃，保温2小时，自然冷却至室温。
- 性能测试：- 硬度测试：采用维氏硬度计测试板材的维氏硬度；- 强度测试：采用万能试验机测试板材的拉伸强度和屈服强度；- 耐腐蚀性能测试：采用盐雾试验箱测试板材的耐腐蚀性能。
三、实验结果与分析1. 时效处理对硬度的影响：- 人工时效处理后的板材硬度最高，维氏硬度为300HV；- 自然时效处理后的板材硬度次之，维氏硬度为280HV；- 低温时效处理后的板材硬度最低，维氏硬度为260HV。
2. 时效处理对强度的影响：- 人工时效处理后的板材拉伸强度最高，达到400MPa；- 自然时效处理后的板材拉伸强度次之，达到380MPa；- 低温时效处理后的板材拉伸强度最低，达到360MPa。
3. 时效处理对耐腐蚀性能的影响：- 人工时效处理后的板材耐腐蚀性能最佳，盐雾试验后无腐蚀现象；- 自然时效处理后的板材耐腐蚀性能次之，盐雾试验后出现轻微腐蚀；- 低温时效处理后的板材耐腐蚀性能最差，盐雾试验后出现严重腐蚀。
四、实验结论1. 时效处理对铝合金的硬度、强度和耐腐蚀性能均有显著影响。
2. 人工时效处理能够有效提高铝合金的硬度、强度和耐腐蚀性能；3. 自然时效处理对铝合金的性能提升效果较好，但不如人工时效处理；4. 低温时效处理对铝合金的性能提升效果较差，且耐腐蚀性能最差。
五、实验建议1. 在实际生产中，应根据铝合金的使用要求选择合适的时效处理方法；2. 对于要求高硬度和强度的铝合金制品，建议采用人工时效处理；3. 对于要求良好耐腐蚀性能的铝合金制品，建议采用自然时效处理；4. 对于要求兼顾性能和成本的铝合金制品，建议采用低温时效处理。
《2024年度6061铝合金热变形及时效行为研究》范文
《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言6061铝合金因其优良的机械性能、耐腐蚀性以及良好的加工性能，被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而，其热变形及时效行为的研究对于优化其性能、提高其应用范围具有重要意义。
本文旨在研究6061铝合金在热变形过程中的行为及其时效行为，以期为该合金的进一步应用提供理论支持。
二、材料与方法1. 材料实验材料选用6061铝合金，其化学成分和物理性能均符合国家标准。
2. 方法（1）热变形实验通过热模拟试验机，对6061铝合金进行热变形实验。
设定不同的变形温度、变形速率和形变量，观察并记录合金的变形行为。
（2）时效处理将热变形后的合金样品进行时效处理，分别在不同温度和时间下进行时效处理，观察并记录合金的时效行为。
（3）微观结构分析采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段，对合金的微观结构进行观察和分析。
三、结果与讨论1. 热变形行为（1）变形温度对6061铝合金的影响随着变形温度的升高，6061铝合金的变形能力逐渐增强。
在较高温度下，合金的晶界更加清晰，晶粒更加均匀，说明高温下合金的塑性变形能力更强。
（2）变形速率对6061铝合金的影响随着变形速率的增加，6061铝合金的变形抗力增大，但变形速度也相应提高。
在一定的变形速率范围内，合金的变形行为较为稳定。
当变形速率过大时，合金的变形行为将出现不稳定现象。
（3）形变量对6061铝合金的影响形变量对6061铝合金的力学性能和微观结构具有显著影响。
随着形变量的增加，合金的力学性能得到提高，但同时也会导致微观结构的改变。
因此，在热变形过程中需要合理控制形变量。
2. 时效行为（1）时效温度对6061铝合金的影响时效温度对6061铝合金的性能具有重要影响。
随着时效温度的提高，合金的硬度逐渐增加，但过高的时效温度会导致合金的晶粒长大，降低其性能。
因此，需要选择合适的时效温度。
（2）时效时间对6061铝合金的影响时效时间对6061铝合金的性能也有显著影响。
铝合金时效分析试验34页PPT
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
Hale Waihona Puke 13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
《2024年6061铝合金热变形及时效行为研究》范文
《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言铝合金因具有轻质、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空、汽车、电子等众多领域。
其中，6061铝合金作为一种典型的铝合金材料，具有较高的强度和良好的加工性能，受到广泛关注。
本文旨在研究6061铝合金在热变形及时效过程中的行为，为优化其加工工艺和提升材料性能提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料准备选用6061铝合金作为研究对象，对其成分进行详细分析。
制备不同尺寸的铝合金试样，用于后续的热变形和时效实验。
2. 热变形实验采用热模拟机进行热变形实验。
设定不同的变形温度、变形速率和变形程度，观察6061铝合金的变形行为。
记录实验过程中的力-位移曲线，分析变形过程中的力学性能。
3. 时效处理对热变形后的试样进行时效处理。
设定不同的时效温度和时效时间，观察铝合金的时效行为。
通过金相显微镜、扫描电镜等手段，观察时效过程中材料组织结构的变化。
4. 性能测试对热变形和时效处理后的试样进行力学性能测试，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等。
同时，采用硬度计测试材料的硬度。
三、结果与分析1. 热变形行为在热变形实验中，6061铝合金表现出较好的塑性变形能力。
随着变形温度的升高和变形速率的降低，材料的塑性变形能力增强。
同时，观察到力-位移曲线呈现出典型的金属塑性变形特征。
通过分析力学性能数据，发现热变形过程中材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高。
2. 时效行为在时效处理过程中，6061铝合金的组织结构发生明显变化。
随着时效时间的延长，合金中的析出相逐渐增多，材料硬度逐渐提高。
不同时效温度对材料的影响也有所不同，较低的时效温度有利于析出相的均匀分布，而较高的时效温度则有利于提高材料的硬度。
通过金相显微镜和扫描电镜观察，发现时效过程中材料的晶粒尺寸和晶界结构也发生了一定程度的变化。
3. 性能变化经过热变形和时效处理后，6061铝合金的力学性能得到显著提高。
抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高，同时材料的硬度也有所增加。
实验二十五 铝合金时效硬化曲线的测定
实验一铝合金时效硬化曲线的测定一、实验目的1. 掌握铝合金淬火及时效操作方法。
2. 了解时效温度、时间对时效强化影响规律。
3. 加深对时效强化及其机理的理解。
二、实验原理淬火时效是铝合金改善力学性能的主要热处理手段。
淬火就是将高温状态迅速冷却到低温，钢的淬火是为了获得马氏体，而铝的淬火是为了获得过饱和固溶体，为随后时效所准备的过饱和固溶体。
铝合金的淬火常称为固溶处理；铝合金的时效是为了促使过饱和固溶体析出弥散强化相。
室温放置过程中使合金产生强化的效应称为自然时效；低温加热过程中使合金产生强化的叫人工时效。
固溶与时效处理的示意图如图1-1所示。
图1-1 固溶时效处理示意图从过饱和固溶体中析出第二相（沉淀相）或形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程，属于扩散型相变。
下面以Al-Cu二元合金为例，来讨论铝合金的时效过程，一般分为四个阶段：α过G.P区θ"相θ'相θ相G.P区就是指富溶质原子区。
是溶质原子在一定镜面上偏聚或从聚而成的，呈圆片状。
它没有完整的晶体结构，与母相共格。
在一定温度上不再生成G.P区。
室温时效的G.P区很小。
在较高温度时效一定时间后，G.P区直径长大，厚度增加。
温度升高，G.P区数目开始减少。
θ"相是随时效温度升高或时效时间延长，G.P区直径急剧长大，且溶质、溶剂原子逐渐形成规则排列，即正方有序结构。
在θ"相过渡相附近造成的弹性共格应力场或点阵畸变区都大于G.P区产生的应力场，所以θ"相产生的时效强化效果大于G.P区的强化作用。
θ'相是当继续增加时效时间或提高时效温度时由θ"相转变而成。
θ'相属正方结构，θ'相在一定面上与基体铝共格，在另一晶面上共格关系遭到部分破坏。
θ相是平衡相，为正方有序结构。
由于θ相完全脱离了母相，完全失去与基体的共格关系，引起应力场显著减弱。
这也就意味着合金的硬度和强度下降。
《6061铝合金热变形及时效行为研究》范文
《6061铝合金热变形及时效行为研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其优良的物理性能和机械性能，在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛应用。
其中，6061铝合金以其高强度、良好的耐腐蚀性以及优良的加工性能，成为了众多领域中不可或缺的材料。
本文旨在研究6061铝合金的热变形行为及其时效行为，为优化其加工工艺和提高材料性能提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验采用6061铝合金作为研究对象，该合金由铝、镁、硅等元素组成。
2. 热变形行为研究方法采用热模拟试验机对6061铝合金进行热压缩试验，研究其在不同温度、不同应变速率下的流变行为。
通过观察其显微组织变化，分析热变形过程中的微观机制。
3. 时效行为研究方法通过人工时效处理，研究6061铝合金在不同时效温度和时效时间下的力学性能变化。
采用金相显微镜、扫描电镜等手段观察其显微组织的变化。
三、热变形行为分析1. 热压缩试验结果在热压缩试验中，我们发现6061铝合金的流变行为受到温度和应变速率的影响。
在较低的温度和较高的应变速率下，合金的流变应力较大；而在较高的温度和较低的应变速率下，流变应力较小。
这说明在热变形过程中，合金的流动性能受到温度和应变速率的共同影响。
2. 显微组织变化通过观察热变形后的显微组织，我们发现6061铝合金在热变形过程中发生了动态再结晶。
随着温度的升高和应变速率的降低，动态再结晶程度增加，合金的显微组织得到优化。
四、时效行为分析1. 力学性能变化通过人工时效处理，我们发现6061铝合金的力学性能得到了显著提高。
随着时效温度的升高和时效时间的延长，合金的强度和硬度逐渐增加，而塑性则有所降低。
这说明在时效过程中，合金内部发生了析出强化等过程。
2. 显微组织变化通过金相显微镜和扫描电镜观察，我们发现时效过程中合金的显微组织发生了明显变化。
析出相的形状、大小和分布对合金的性能有着重要影响。
随着时效时间的延长，析出相逐渐增多，合金的显微组织得到进一步优化。
2024铝合金的熔铸及时效处理对其力学性能的影响
目录第一节实验目的及实验题目----------------------- 2 第二节实验材料及试验方法----------------------- 21、实验材料与实验方法-------------------22、实验仪器与设备-------------------------33、实验原理-------------------------------44、技术路线-------------------------------55、合金的熔铸-------------------------------66、试样的制备-------------------------------67、测试方法-------------------------------7 第三节实验结果及实验分析------------------------7第四节实验结论与心得体会----------------------10第一节实验目的及实验题目一、实验目的本综合实验是在金属材料本科生完成相关专业理论课之后得一次全面综合实验训练，通过从铝合金材料设计与选择、制备到性能检测的全程训练，使学生了解铝合金材料及其加工的生产全过程，所学基础理论和专业理论来解释实验中的各种实验现象，培养学生的动手能力和综合分析问题的能力，特别是学生的独立设计实验方案及创新能力。
二、基本要求了解课题所研究铝合金材料的设计方法；初步掌握铝合金制备和试样加工基本技能；熟悉铝合金材料的生产的过程，了解与掌握材料科学与工程研究的基本步骤及思维方法，所用的仪器设备及操作使用；学会整理数据，运用知识解释实验中的现象，理论联系实际，培养动手能力，采集并分析数据的综合能力。
二、实验题目2024铝合金的熔铸及时效温度对其力学性能的影响实验条件：1）固溶处理：500℃，保温30min:；2）水淬；3）时效处理：170℃-200℃（每15℃一组），保温时间6h。
铝合金淬火及时效曲线测定
四、实验步骤与方法
读数显微镜使用 首先将读数显微镜划线板刻度0~8mm调清楚，对准压痕一 边相切，然后读数鼓轮旋转与压痕，另一边相切，这时可以在 鼓轮上读出数据(鼓轮为0.01mm)。 可能出现如下三种情况： (1)满一个格子为1.00mm； (2)不满一个格子在鼓轮上读数为0.01mm； (3)超过一个格子在鼓轮上读数再加上1.00mm。 如1.00+0.78=1.78 查10D2得HBSA=97.2
D d
2 2
F：负荷250kgf π：系数3.14 D：压头5mm d：压痕直径 从公式得到，F、D、π是已知，只要测量d 值就知道HBS值。因此采用DM读数显微镜(放 大20x)测量d值，然后查表(10D2)即可。
School of Materials Science and Engineering
T
α
β
固溶处理 速冷 过饱和α 人工时效 饱和α＋析出相 自然时效
α
α＋β A B
析出
t
饱和α固溶体＋析出相 过饱和α固 固溶处理 （弥散细小的硬质点） 溶体 （固溶淬火）
School of Materials Science and Engineering
二、实验原理
脱溶的一般序列：
以Al－Cu合金为例说明脱溶转变的过程：从Al－Cu合金相图可知，该合金 室温组织由α固溶体和θ相（CuAl2）构成，加热到550℃保温，使θ溶入α，得单 相α固溶体，如果淬火快冷，便得到过饱和α固溶体，然后再加热到130℃保温 进行时效处理，随时间的延长，将发生下列析出过程（析出序列）： α → G· P区 → θ// → θ/ → θ 其中G· P区、θ//、θ/为亚稳定相。
测定硬度应取三点进行测定(最好选中心部位), 但每两点离压痕中心距离不小于压痕直径4倍，压痕 中心距试样边缘的距离不小于压痕的2.5倍，查表。 （建议根据实验条件要求，试样测定布式硬度值HB， 测定硬度时选用参数为：负荷250kgf（2.452kN）， 淬火钢球直径Φ5mm，负荷保持时间30秒）。
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特备参考
9
时效强化效果与加热温度和保温时间有关。
温度一定时，随着时效时间延长，时效曲线上出现峰 值，超过峰值时间，析出相聚集长大，强度下降，此 为过时效。
后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。
时效——将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度 保温，以析出弥散强化相的处理。
特备参考
7
在室温下进行的时效称为自然时效；在加热条件下时 效称为人工时效。
时效过程实质：是第二相从过饱和固溶体中沉淀的过 程。这种过程是通过成型和长大进行的，是一种扩散 型的固态相变。
董立新
特备参考
1
一、实验目的
熟悉铝合金的分类、特性及用途。 掌握变形铝合金的时效处理过程及组织分析。 掌握变形铝合金时效过程的硬度变化。 掌握铝合金的硬度测试。
特备参考
2
二、原理概述
铝合金时效硬化现象——铝合金淬火后放置，其硬度 将随时间的推移不断升高。
时效硬化的本质——在固溶度曲线以下自过饱和固溶 体析出了能使硬度得到提高的第二相。
Mn和Mg主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起 固溶强化作用。
特备参考
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锻锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性能、焊接性 能好，易于变形加工，但切削性能差。
不能进行热处理强化，常用加工硬化提高其强度。
常用的Al-Mn系合金有LF21（3A21）。其抗蚀性和强 度高于纯铝，用于制造油罐（箱）、管道、铆钉等需 要弯曲、冲压加工的零件。
时效一般分四个阶段：
a过→G.P区→θ’’相→θ’相→θ相
特备参考
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G.P区就是指富溶质原子区。是溶质原子在一定晶面上偏聚 或从聚而成的，呈圆片状。它没有完整的晶体结构，与母 相共格。在一定温度以上不再生成G.P 区。室温时效的G.P 区很小。在较高温度时效一定时间后，G.P 区直径长大， 厚度增加。温度再高，G.P区数目开始减少。它可以在晶面 处引起弹性应变。
特备参考
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锻铝合金
主要是Al-Cu-Mg-Si系合金。
可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻 件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。
Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金。常用的有LD7 （2A70）、LD8（2A80）、LD9（2A90），主要制造 150-225下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机的 蒙皮等。
件、模锻件和铆接件，如螺旋桨、梁、铆钉等。
特备参考
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超硬铝合金 主要是Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。 时效强化效果超过硬铝合金。 热态塑性好，但耐蚀性能差。 常用合金有LC4（7A04）、LC9（7A09），
主要用于工作温度较低、受力较大 的结构件，如飞机大梁、起落架等。
特备参考
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2.2 铝合金的应用
美国F-117隐形战斗机 所用材料大部分是铝合特金备参考
高比强铝合金机翼
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2.2 铝合金的分类
铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。 可热处理强化
变形铝合金 不可热处理强化
铸造铝合金
特备参考6ຫໍສະໝຸດ 2.3 铝合金的热处理可热处理强化变形铝合金的热处理方法：
固溶处理+时效 固溶处理——将合金加热到固溶线以上，保温并淬火
随着时效温度提高，峰值强度下降，出现峰值的时间 提前。
特备参考
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特备参考
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2.4 铝合金的牌号、性能及用途
1）变形铝合金的牌号（按GB3190-82中的旧牌号） 表示方法为：
防锈铝合金：LF+序号 硬铝合金： LY+序号 超硬铝合金：LC+序号 锻铝合金： LD+序号 2）常用变形铝合金 防锈铝合金：主要是Al-Mn和Al-Mg系合金。
合金称为简单硅铝明。
在普通铸造条件下，ZL102组织基本上为共晶体，有粗 针状的Si晶体和α固溶体组成，强度和塑性较差。实际 生产中常采用钠盐进行变质处理，得到细小均匀的共 晶体+一次α固溶体，以提高性能。
特备参考
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特备参考
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加入其它合金元素的铝硅铸造合金称为复杂（或特殊） 硅铝明。
Al-Si系铸造铝合金的铸造性能好，具有优良的耐蚀性、 耐热性和焊接性能。
时效是铝合金强化的重要方法之一.
特备参考
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2.1 铝及铝合金的性能特点
纯铝具有银白色金属光泽，密度小（2.72），熔点低 （660℃），导电、导热性能优良。耐大气腐蚀。易 加工成形。
具有面心立方晶格，无同素异构转变，无磁性。
铝合金常加入的合金元素主要有：Cu、Mn、Si、Mg、 Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr等辅加元素。铝合金 具有高强度，又保持纯铝的优良特性。
θ’’相是随时效温度升高或时效时间延长，G.P区直径急剧长 大，且溶质、溶剂原子逐渐形成规则排列，即正方有序结 构。在θ’’过渡相附近造成的弹性共格应力场或点阵畸变区 都大于G.P区产生的应力场，所以θ’’相产生的时效强化效果 大于G.P区的强化作用。
θ’相是指当继续增加时效时间或提高时效温度，θ’’相转变 成为θ’相。θ’相属正方结构，θ’在一定面上与基体铝共格， 在另一晶面上共格关系遭到部分破坏。
特备参考
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3） 铸造铝合金（按GB3190-82中的 旧牌号）
包括：Al-Si系：ZL1+两位数顺序号 Al-Cu系：ZL2+两位数顺序号 Al-Mg系：ZL3+两位数顺序号 Al-Zn系：ZL4+两位数顺序号
（1） Al-Si系又称硅铝明。 其中ZL102（ZLlSi12），其中含12%Si，含有铝硅二元
主要制造飞机、仪表、电动机壳体、汽缸体、风机叶 片、发动机活塞等。
（2）Al-Cu系铸造铝合金
耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性能、耐蚀性 能差。
常用的Al-Mg系合金有LF5（5A05），其密度比纯铝小， 强度比Al-Mn系合金高，在航空工业中得到广泛应用， 如制造管道、容器、铆钉及承受中等载荷的零件。
特备参考
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硬铝合金 主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。 可进行时效强化，也可以进行变形强化。 强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性能低于防锈铝。 常用的有LY11（2A11）、LY12（2A12），用于制造冲压